Question

【題目】自噬作用是細(xì)胞對胞質(zhì)蛋白和細(xì)胞器進(jìn)行降解和再利用的一種過程。某些情況下，細(xì)胞可通過自噬作用降解自身的非必需成分來提供營養(yǎng)和能量。為探究B蛋白對細(xì)胞自噬的作用，研究人員進(jìn)行了相關(guān)實驗，實驗的處理及結(jié)果如圖所示。

回答下列問題：

（1）細(xì)胞自噬作用普遍存在于___________(填“原核”或“真核”）細(xì)胞中；細(xì)胞自噬中起關(guān)鍵作用的細(xì)胞器是_____________。

（2）研究人員判斷，B蛋白可以誘導(dǎo)自噬體的形成，依據(jù)如下：

①敲除B蛋白基因后，b組與a組比較，細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目____________；

②敲除后轉(zhuǎn)入_________，______組與________組比較，細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目恢復(fù)；

③敲除后轉(zhuǎn)入______________，______________________________________。

Answer 1

【答案】真核溶酶體下降正常B蛋白基因ca、bB蛋白基因的突變基因d組與a、b組比較，細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目未恢復(fù)

【解析】

本實驗為探究B蛋白對細(xì)胞自噬的作用，細(xì)胞自噬是細(xì)胞通過降解自身的非必需成分來提供營養(yǎng)和能量，也可以降解一些毒性成分以阻止細(xì)胞損傷和凋亡，細(xì)胞自噬中起關(guān)鍵作用的是溶酶體，溶酶體內(nèi)部含有多種水解酶，主要功能是吞噬消化作用。有兩種吞噬作用：一種是自體吞噬，另一種是異體吞噬。由圖1可知，a組沒有進(jìn)行基因敲除，也沒有轉(zhuǎn)入相應(yīng)基因，是對照組；b組是基因敲除組；c組經(jīng)基因敲除后再轉(zhuǎn)入正常B蛋白基因；d組經(jīng)基因敲除后再轉(zhuǎn)入突變B蛋白基因。對比a、b兩組可知，敲除B蛋白基因后，細(xì)胞不能表達(dá)正常的B蛋白，細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目明顯減少；對比a、b、c三組可知，基因敲除后再轉(zhuǎn)入正常B蛋白基因，細(xì)胞可以表達(dá)正常的B蛋白，細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目和對照組接近，說明正常B蛋白基因存在就可以表達(dá)正常的B蛋白，以維持細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目正常；再與d組對比，B蛋白基因不正常時，無法表達(dá)正常的B蛋白，故細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目和敲除B基因（b組）大致相同，均較少。綜上所述，B蛋白正常表達(dá)時，自噬體數(shù)目較多；B蛋白不能正常表達(dá)時，自噬體數(shù)目較少，推知B蛋白的作用是誘導(dǎo)自噬體的形成。

（1）結(jié)合前面的分析可知，細(xì)胞自噬作用需要水解酶，而水解酶存在于細(xì)胞器——溶酶體中，而溶酶體只存在與真核細(xì)胞內(nèi)，所以細(xì)胞的自噬作用普遍存在于真核細(xì)胞中。

（2）結(jié)合前面的分析可知：B蛋白可以誘導(dǎo)自噬體的形成，依據(jù)從三個方面分析如下：

①b組與a組比較，敲除B蛋白基因后，細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目減少；

②c組與a、b組比較，敲除后轉(zhuǎn)入B蛋白基因，細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目恢復(fù)；

③d組與a、b組比較，敲除正常B蛋白基因后，再轉(zhuǎn)入突變B蛋白基因，由于突變B蛋白基因無法表達(dá)正常B蛋白，所以細(xì)胞內(nèi)自噬體數(shù)目減少（未恢復(fù)）。